קרום התא

איור של קרום תא

קרום התא או ממברנת התא (Cell membrane), הוא ממברנה ביולוגית העוטפת את התא, המורכבת משכבה כפולה של ליפידים ומחלבונים שונים. קרום התא מפריד בין הציטופלזמה ובין הסביבה שמחוץ לתא ומאפשר רק לחלק מהחומרים לעבור דרכו פנימה והחוצה. בכך הקרום מאפשר לתא לקיים תנאים שונים בתוכו מאשר מחוצה לו ולתפקד כיחידה עצמאית. קרום התא הינו בעל אופי נוזלי ולרוב אינו סימטרי; תכונות אלו חיוניות לתפקודו.

ליפידים בקרום התא

פוספולפידים

הפוספוליפידים (phospholipid) הם המרכיבים העיקריים של הממברנה. פוספוליפידים הם למעשה ליפידים בעלי ראש הידרופילי - "אוהב מים", ושני זנבות של חומצות שומן הידרופוביות - "שונאות מים". הפוספוליפידים מסתדרים בשתי שכבות כאשר הראשים נמצאים כלפי חוץ, לכיוון הציטופלזמה והנוזל החוץ תאי; והזנבות ביניהם, כלפי פנים הממברנה. בזכות מבנה זה הממברנה מהווה חיץ הידרופובי בין שתי תמיסות מימיות, פנים התא והסביבה החיצונית, אשר מאפשר מעבר בררני של חומרים דרך הממברנה וכן שמירה על צורתה על אף נוזליותה. המבנה הדו שכבתי ממזער את חשיפתן של הקבוצות ההידרופוביות למים, ולכן מבנה הממברנה רצוי מבחינה אנרגטית, ונקב בממברנה החושף קבוצות הידרופוביות למים שבסביבה ייאטם במהרה.

תנועת הפוספוליפידים

הפוספוליפידים יכולים לשנות את מיקומם. ידוע על שלוש תנועות עיקריות: תנועה לטרלית שהיא תנועה לצדדים (lateral diffusion), קפיצה (למעלה ולמטה) (flip-flop) ותנועה סיבובית (rotation). תנועות אלה מסייעות לממברנה לשמור על נוזליותה, שכן הן מונעות מהליפידים להידחס לשכבה מוצקה.

סטרולים

סטרולים דוגמת הכולסטרול הם ליפידים הבנויים מארבע טבעות קשיחות של פחמן. תפקידם של הסטרולים בממברנה הוא בעיקר הורדת גמישותה.

ליפידים נוספים

בממברנה ישנם עוד סוגי ליפידים. ביניהם נמנים הגליקוליפידים (glycolipids), ועוד סוגי גליצרידים.

חלבוני הממברנה

ערך מורחב – חלבוני ממברנה

חלבוני הממברנה מבצעים את מירב תפקודי קרום התא:

• חלבוני העברה מסייעים למעבר חומרים בין שני עברי התא.
  • תעלות הן נקבים גליליים בממברנה שדרכם עוברים חומרים במורד מפל ריכוזם. חלק מהתעלות נפתחות ונסגרות באופן מבוקר, ואילו אחרות פתוחות באופן קבוע.
  • נשאים מעבירים חומרים בדיפוזיה מזורזת, במורד מפל ריכוזים. נשאים מסוגלים להיקשר לחומר מסוים (או לכמה חומרים דומים). הקישור משנה את מבנם המרחבי, והם משחררים את החומר בצדה השני של הממברנה. העברה של חומרים במורד מפל ריכוזם וללא השקעת אנרגיה על ידי תעלות או נשאים נקראת העברה סבילה.
  • משאבות הן סוג של נשאים הדורשים השקעת אנרגיה (שמקורה בדרך כלל ב-ATP) לצורך פעילותם, והן מאפשרות מעבר של חומרים כנגד מפל ריכוזם. העברה של חומרים כנגד מפל הריכוזים ותוך השקעת אנרגיה על ידי משאבות נקראת העברה פעילה.
• קולטנים מסייעים לתקשורת התא עם תאים שכנים ועם הגוף כולו. בחלבונים אלה ישנם אתרי קישור להורמונים וחלבונים אחרים אשר ביכולתם לשנות את תפקוד התא.
• חלבוני היכרות הם גליקופרוטאינים (חלבונים בעלי שיירת סוכרים) המהווים מעיין טביעת אצבע של התא, ומסייעים לזיהויו.
• חלבוני היצמדות מצמידים תאים מאותה הרקמה זה לזה.
• אנזימים מזרזים או מעכבים תגובות כימיות הנעשות בשטח הפנימי של התא.

מעבר חומרים דרך קרום התא

תיאור סכימטי של קרום התא

דיפוזיה פשוטה

מעבר חומרים בדיפוזיה פשוטה הוא המעבר הפשוט ביותר דרך קרום התא. הוא מתבצע על ידי הפרשי הריכוזים (מפלי הריכוז) של החומרים המומסים בתא ומחוץ לו. בצורה זו חומר נע מאזור בו ריכוזו גבוה לאזור בו ריכוזו נמוך. מולקולות לא קוטביות או קוטביות וקטנות כמו: חמצן, חנקן, פחמן דו-חמצני (וכן מים) יכולות לעבור בדיפוזיה את הממברנה הליפידית. מולקולות גדולות יותר או מולקולות קוטביות, וכן יונים, אינם יכולים לעבור בדיפוזיה דרך הליפידים בממברנה אלא עוברים דרכה דרך החלבונים.

אוסמוזה

ערך מורחב – אוסמוזה

אוסמוזה היא מקרה פרטי של דיפוזיה בו מתרחש מעבר של מים דרך הממברנה במורד מפל ריכוזם, דהיינו, מתמיסה בה ריכוז המומסים נמוך יותר לתמיסה בה ריכוז המומסים גבוה יותר. האוסמוזה מושפעת מיחס ריכוזם של כלל המומסים בין שני צידי הממברנה. בתהליך הפלסמוליזה מתכווץ התא עקב איבוד מים כתוצאה מהאוסמוזה.

אנדוציטוזה

ערך מורחב – אנדוציטוזה

באנדוציטוזה נוצר שקע בממברנה אשר אט אט שוקע אל תוך התא ונוצרת בועית אשר מתנתקת מהקרום ונכנסת לתא. בועית זו נקראת בועית מייבאת והיא בדרך כלל מתאחה עם הרשת האנדופלסמתית, הליזוזום או עם מנגנון גולג'י.

אקסוציטוזה

ערך מורחב – אקסוציטוזה

באקסוציטוזה בועית מייצאת מתאחה עם הממברנה ותוכנה יוצא מן התא. הבועית מייצאת חומרי פסולת וחומרים אחרים מן התא מחוצה לו. תהליכי האנדוציטוזה והאקסוציטוזה משלימים זה את זה לתנועה מחזורית של הליפידים המרכיבים את הממברנה. האנדוציטוזה גורעת ליפידים מהממברנה, בעוד שהאקסוציטוזה תורמת לממברנה ליפידים.

ראו גם

• נשאים רב תרופתיים

קישורים חיצוניים

• צמ"ד אונליין - מאגר מדע: הממברנה - קרום התא סרטון עם הסברים.